Altruisme Bakteri E coli Resisten Lindungi Populasi dari Antibiotik

Tinuku
(KeSimpulan) Perlindungan E. coli kepada teman-temanya dari ancaman antibiotik. Pada saat pertempuran dengan antibiotik, bakteri E. coli saling menangkis dengan punggung masing-masing.

Hanya beberapa bakteri resisten yang dapat melepaskan zat pelindung di mana membuat seluruh populasi tahan terhadap obat-obatan, demikian sebuah studi baru dilaporkan di Nature pada 2 September. Temuan ini dapat memberikan cara-cara baru untuk memerangi kuman yang resistan terhadap obat. "Resistensi antibiotik merupakan masalah kesehatan global dan kita ingin memahami bagaimana dan mengapa bakteri menjadi resisten terhadap antibiotik tertentu," kata Hyun Youk, mikrobiolog dari MIT.

Ternyata ketika E. coli (mikroba umum di usus yang kadang-kadang menyebabkan penyakit) menjadi resisten terhadap antibiotik karena melepaskan molekul yang disebut indole untuk berbagi dengan tetangga mereka yang lebih rentan. Indole adalah molekul yang dikenal membantu E. coli untuk menyesuaikan stres. Dengan mekanisme berbagi ini, hanya dengan beberapa anggota masyarakat dapat membuat seluruh populasi bakteri toleran terhadap antibiotik.

"Sel E. coli ini mengembangkan strategi yang sangat licik," kata Youk. Temuan ini "menyoroti sungguh betapa sulitnya melawan resistensi antibiotik."

Sebuah tim ilmuwan dari Boston University membuat temuan tidak disenggaja. Mereka mempelajari E. coli untuk melihat mutasi genetik yang membuat bakteri resisten terhadap obat. Dengan singling out bakteri individu dalam suatu populasi besar menjadi resisten antibiotik, tim menemukan pada umumnya bakteri kurang tahan secara keseluruhan dalam populasi. Namun beberapa individu lebih tahan daripada rata-rata populasi.

"Kami terkejut dan langsung berpikir bahwa beberapa individu dari mereka yang tahan melakukan sesuatu untuk membantu mereka yang kurang tahan," kata James Collins, bioteknolog dan anggota tim. Ternyata bakteri yang lebih tahan memproduksi indole. Setelah analisis lebih lanjut, tim mengidentifikasi indole mengaktifkan pompa seluler yang akan mendorong obat keluar serta melindungi dari kerusakan radikal bebas yang dihasilkan oleh reaksi kimia.

Ketika peneliti melihat mutasi genetik yang mungkin dapat menjelaskan produksi indole, mereka menemukan banyak mutasi yang melindungi bakteri terhadap antibiotik. Ternyata bakteri resisten tidak terganggu oleh antibiotik, mampu mempertahankan secara baik pada tingkat produksi normal indole dan berbagi dengan tetangganya. Sementara itu bakteri yang resisten obat tidak berhenti membuat indole sebagai respons terhadap antibiotik.

Namun produksi indole harus dibayar mahal oleh bakteri resisten karena mereka menghabiskan energi dalam membuat indole. Mereka memiliki sumber daya lebih sedikit yang digunakan untuk pertumbuhan dan reproduksi mereka sendiri sehingga tumbuh lebih lambat dari mutan yang tidak menghasilkan indole. Proses ini mirip dengan konsep evolusi seleksi keluarga, proses yang dapat menjamin kelangsungan hidup sanak keluarga mutan.

"Ini adalah contoh pertama pengamatan altruisme dalam resistensi antibiotik," kata Youk. Temuan ini menambah pemahaman yang berkembang bahwa populasi bakteri lebih mungkin berperilaku seperti organisme multiseluler dalam pemikiran tradisional.

Collins tidak begitu yakin mengapa jenis bakteri memiliki altruisme. Jika bakteri yang lebih rentan meninggal akan menguntungkan yang resisten sehingga akan memiliki lebih banyak ruang untuk berkembang biak dan mengambil alih. "Kemungkinan bahwa evolusi bakteri ini sebagai strategi untuk membantu bertahan hidup sementara menekankan suatu populasi," kata Collins.

Laporan mereka menjelaskan bahwa pelestarian koloni bakteri secara keseluruhan akan terus memberi manfaat kepada mutan genetik yang lain. Youk berpendapat bahwa dokter mungkin suatu hari nanti merevisi strategi mereka dalam menghindari resistensi antibiotik pada manusia, mungkin dengan variasi jumlah obat yang diresepkan setiap hari agar tidak banyak memberikan resistensi pada bakteri.

James J. Collins (Howard Hughes Medical Institute, Center for BioDynamics, Boston, Massachusetts 02115, USA; Center for Advanced Biotechnology, Department of Biomedical Engineering, Boston University, Boston, Massachusetts 02215, USA; Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, Harvard University, Boston, Massachusetts 02215, USA); Henry H. Lee, Michael N. Molla (Howard Hughes Medical Institute, Center for BioDynamics, Boston, Massachusetts 02115, USA; Center for Advanced Biotechnology, Department of Biomedical Engineering, Boston University, Boston, Massachusetts 02215, USA); Charles R. Cantor (Center for Advanced Biotechnology, Department of Biomedical Engineering, Boston University, Boston, Massachusetts 02215, USA). Bacterial charity work leads to population-wide resistance. Nature 467, 82-85 (2 September 2010), doi:10.1038/nature09354
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment